TL;DR

Les extrusions estructurals, fetes principalment d'aliatges d'alumini d'alta resistència, són components essencials en la fabricació de vehicles comercials. S'utilitzen de manera estratègica per reduir significativament el pes del vehicle mantenint o fins i tot millorant la integritat estructural. Aquest lleugerament comporta una millor eficiència del combustible i una major capacitat de càrrega, a més d'oferir una excel·lent resistència a la corrosió i una notable flexibilitat de disseny per a peces complexes i integrades.

El paper clau de les extrusions en els vehicles comercials moderns

Les extrusions estructurals són perfils metàl·lics creats forçant un lingot calent de material, normalment aluminí, a través d’un motlle amb forma definida. Aquest procés permet crear seccions transversals complexes que són uniformes al llarg de la seva longitud. En el context dels vehicles comercials, aquests components són fonamentals per assolir els objectius actuals d’enginyeria, ja que ofereixen una combinació de resistència, baix pes i durabilitat difícil de igualar amb materials tradicionals com l’acer.

El benefici principal de l’ús d’extrusions d’alumini és la reducció de pes. Disminuir el pes en ordre de marxa d’un vehicle es tradueix directament en un millor consum de combustible o, en el cas dels vehicles elèctrics, en un abast més gran. Per cada lliura d’alumini que substitueix dues lliures d’acer, es poden assolir estalvis significatius de combustible al llarg de la vida útil del vehicle. Aquesta reducció de pes també permet augmentar la càrrega útil, fet que significa que un camió o remolc pot transportar més mercaderia per viatge, incrementant directament l’eficiència operativa i la rendibilitat. Tal com s’ha assenyalat per la Consell dels Extrusors d'Alumini , aquest és un factor clau que impulsa la seva adopció en la indústria.

Una altra avantatge clau és l'excepcional relació resistència-pes dels aliatges d'alumini. Els aliatges moderns utilitzats en extrusions poden suportar tensions immenses, fet que els fa ideals per a aplicacions estructurals i crítiques de seguretat. A més, l'alumini forma naturalment una capa d'òxid protectora, cosa que li confereix una excel·lent resistència a la corrosió. Això redueix les necessitats de manteniment i allarga la vida útil del vehicle, un aspecte crucial per a flotes comercials on el temps d'inactivitat és costós.

Finalment, el procés d'extrusió ofereix una versatilitat de disseny sense paral·lel. Els enginyers poden dissenyar perfils que integren múltiples funcions en un sol component, com ara punts de muntatge, canals de refrigeració o nervis d'empotentament. Aquesta consolidació de peces simplifica el muntatge, redueix la complexitat i pot abaixar els costos generals de fabricació. Aquesta capacitat per crear formes optimitzades i específiques per a cada aplicació representa una gran avantatge respecte als components d'acer estampats o soldats.

Aplicacions principals: on s'utilitzen les extrusions en camions i remolcs

La versatilitat de les extrusions estructurals permet utilitzar-les gairebé en totes les parts d'un vehicle comercial, des del xassís fins al compartiment de càrrega. La seva aplicació ve motivada per la necessitat de components lleugers, duradors i estructuralment eficients. Els fabricants de remolcs, en particular, són oberts sobre el seu ús extensiu d'extrusions per obtenir una avantatge competitiu en capacitat de càrrega i longevitat.

Aplicacions habituals de les extrusions estructurals en camions i remolcs inclouen:

• Components del xassís i del bastidor: Les bigues d'alumini extrudeses s'utilitzen en sistemes de protecció lateral per a tractors elèctrics, travessers que suporten el sòl i parts del tren d'aterratge. En aplicacions com ara remolcs frigorífics ("reefers"), es prefereixen els travessers d'alumini per estalviar pes.
• Cossos i peces estructurals: Les extrusions són essencials en els cossos dels remolcs, formant pilars de cantonada, bandes laterals d'ús, rails de sostre i marcs de portes. Els remolcs de plataforma oberta sovint utilitzen bigues extrudes grans i resistents com a suport central de tota la plataforma.
• Sistemes de sòl: L'alumini sovint es tria en lloc de la fusta per a la pavimentació dels remolcs perquè no absorbeix la humitat, evita la formació de fongs i és més fàcil de netejar. Les tàbies de sòl extrudeses poden dissenyar-se amb característiques d'encastament per augmentar la resistència i superfícies antilliscants per garantir la seguretat.
• Sistemes de seguretat: Una aplicació crítica és en els sistemes de protecció contra l'impacte frontal (FUPS). Aquests són conjunts de perfils extrudits fixats a la part frontal d'un camió per absorbir l'energia de l'impacte i evitar que vehicles més petits passin per sota del camió en cas de col·lisió. L'elevada capacitat d'absorció d'energia de l'alumini—el doble que l'acer en pes—el fa ideal per a aquests components de gestió de xoc i altres com els travessers de para-xocs i caixes de xoc.
• Gestió de càrrega: A l'interior dels remolcs, es fan servir rails i bigues d'alumini extret per a sistemes de fixació de càrrega. La capacitat de crear geometries precises facilita el disseny de mecanismes ajustables i lleugers per a la immobilització de la càrrega.

Materials i aliatges essencials per al rendiment estructural

La gran majoria d'extrusions estructurals utilitzades en vehicles comercials estan fabricades amb aliatges d'alumini de la sèrie 6000. Aquesta sèrie, que inclou magnesi i silici, és preferida per la seva excel·lent combinació de resistència, resistència a la corrosió, conformabilitat i soldabilitat. Tot i que existeixen altres sèries, la 6000 ofereix el millor rendiment global per a la majoria d'aplicacions estructurals en el mercat de remolcs competitius en costos.

Tot i que existeixen moltes variants, alguns aliatges clau predominen en el sector:

La designació de tractament tèrmic "T6" és crucial, ja que indica que l'aliatge ha estat tractat tèrmicament en solució i després envelat artificialment. Aquest procés augmenta significativament la resistència i la duresa del material, fent-lo adequat per a funcions estructurals portants. La selecció d'un aliatge concret depèn d'un equilibri entre la resistència requerida, la complexitat de fabricació, l'entorn de corrosió i el cost general. Per a la majoria d'enginyers de remolcs, l'6061-T6 és l'opció preferida degut al seu rendiment comprovat i àmplia disponibilitat comercial.

Consideracions de disseny i fabricació per a extrusions de vehicles

El procés d'extrusió d'alumini proporciona als enginyers una eina potent per optimitzar el disseny de vehicles. La capacitat de definir la forma precisa d'un component permet la consolidació de peces, on una única extrusió pot substituir un conjunt de diverses peces d'acer. Això no només redueix el pes, sinó que també simplifica la cadena d'aprovisionament i el procés de fabricació, portant a estalvis de costos potencials i una millora en la qualitat de construcció. Aquesta llibertat de disseny és una avantatge clau que impulsa l'adopció d'extrusions en el transport.

Els dissenys poden anar des de perfils simples amb angles i canals fins a perfils complexos, multi-buits, adaptats a una funció específica. Per exemple, un marc lateral extrudit en una furgoneta elèctrica de repartiment està dissenyat no només per suport estructural, sinó també per absorbir l'energia del xoc i protegir la bateria del vehicle. Aquesta integració de seguretat i estructura en una sola peça mostra l'eficiència del disseny amb extrusions. Aquests components poden processar-se encara més mitjançant doblegament, mecanitzat CNC i soldadura per crear conjunts complets i preparats per instal·lar.

Tot i que hi ha perfils estàndard disponibles, moltes aplicacions es beneficien d’extrusions personalitzades. Per a projectes automotrius que requereixen components dissenyats amb precisió, considereu les extrusions d'alumini personalitzades d’un proveïdor d’confiança. Shaoyi Metal Technology ofereix un servei integral clau en mà , des del prototipatge ràpid que accelera el vostre procés de validació fins a la producció a gran escala, tot gestionat sota un sistema de qualitat certificat segons la norma IATF 16949. Especialitzats en oferir peces resistents, lleugeres i altament personalitzades, adaptades a especificacions exactes.

Preguntes freqüents

1. Són les extrusions d'alumini tan resistents com l'acer per a estructures de vehicles?

Tot i que l'acer pot tenir una resistència absoluta més elevada, les aleacions d'alumini ofereixen una relació resistència-pes molt millor. Això vol dir que, per a un requisit determinat de resistència, un component d'alumini pot ser significativament més lleuger que el seu equivalent d'acer. Els enginyers dissenyen components extrets amb seccions més gruixudes o nervis d'reforç per assolir el rendiment estructural necessari, tot i estalviant un pes considerable.

2. Com milloren les extrusions la seguretat del vehicle?

Les extrusions d'alumini són molt eficaces a l'hora d'absorbir l'energia en cas de xoc. Es poden dissenyar perquè es comprimeixin d'una manera controlada i previsible durant un impacte, dissipant la força i protegint els ocupants del vehicle. Aquesta propietat s'aprofita en components com bigues paraxocs, caixes d'absorció i sistemes frontals de protecció contra subvolts (FUPS) per complir i superar les normatives de seguretat.

3. Quin és l'impacte ambiental de l'ús d'extrusions d'alumini?

L'alumini és molt sostenible perquè es pot reciclar indefinidament sense pèrdua de qualitat. Els estudis mostren que més del 90% de l'alumini dels vehicles es recupera i recicla al final de la seva vida útil. A més, la reducció de pes que proporcionen les extrusions també disminueix el consum de combustible i les emissions de gasos d'efecte hivernacle durant la vida operativa del vehicle, contribuint a una petjada ecològica total més reduïda.